北京时间2026年9月2日晚间,复旦大学现代物理研究所罗涛团队联合国内外合作者,在国际顶级期刊《自然》发表重要研究成果,首次在对撞机实验中利用量子纠缠与极化信息,完成关键粒子参数测量,为检验粒子物理核心理论开辟全新路径 。
量子纠缠被称作“幽灵般的超距作用”,是微观世界十分奇妙的物理现象。在粒子物理领域,标准模型是解释世间万物基本粒子与相互作用的核心理论。理论中,夸克可以发生种类转变,转变的强弱由卡比博—小林—益川(CKM)矩阵描述,其中矩阵元|Vus|参数的准确性,直接决定标准模型是否经得起严格检验。目前不同实验测出的该参数存在偏差,急需全新独立的测量手段来验证理论。
Λ超子衰变是测量该参数的理想对象,但衰变会产生难以探测的反中微子,很多关键信息无法直接观测。三十多年来,这一方向一直缺少高精度实验进展。依托北京谱仪III(BESIII)实验平台,科研人员发现,实验会成对产生Λ超子与反Λ超子,二者自旋存在量子纠缠关联 。
罗涛团队历时六年半潜心攻关,创新开发联合分析方法。利用纠缠特性,通过观测反Λ的衰变,间接推算出难以直接探测的Λ超子相关信息,再结合能量守恒反推看不见的反中微子状态,把原本模糊的粒子衰变过程完整解析出来 。
团队从百亿级对撞事例中筛选出仅1854个有效信号,样本量只有美国费米实验室早期实验的二十分之一,却实现了同等测量精度,还首次测得多项此前空白的物理参数,填补领域实验缺口。
这项成果的价值不止于得到一组新的实验数据,更证明量子纠缠可以实实在在用于高能物理测量。这套新方法不依赖升级硬件、堆砌海量数据,而是挖掘现有数据的潜在价值,让老数据焕发新活力。目前该方法已经应用到北京谱仪III的其他研究,也将为我国下一代大科学装置的实验设计提供重要思路与方法论参考。
该研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。
文/广州日报新花城记者:周裕妩
广州日报新花城编辑:李光曼


















































